search and rescue vs. search and destroy - uni oldenburgiug08/snd/doc/praesentation.pdf ·...

Grundlagen Search & Research Search & Rescue Search & Destroy Zukunft und Ethik

Search and Rescue vs. Search and Destroy

15. Februar 2009

1 / 68


Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen

2 Search & Research

3 Search & Rescue

4 Search & Destroy

5 Zukunft und Ethik

2 / 68


Ubersicht

1 GrundlagenDefinitionGeschichte

2 Search & Research

3 Search & Rescue

4 Search & Destroy

5 Zukunft und Ethik

3 / 68


Definition

Eine Drohne ist ein unbemanntes Vehikel.

das bedeutet:

kann autonom sein, muss aber nicht (ferngesteuert)

Vehikel bedeutet Bewegung

4 / 68


Geschichte

Osterreichische Ballons (1849)

Erster Weltkrieg (1914-1918)

Zweiter Weltkrieg (1937-1945)

Wettbewerbe (seit 2004)

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) GrandChallengeELROB (European Land Robot Trial)RoboCupUAV (Unmanned Aerial Vehicle) Outback Challenge

5 / 68


Ubersicht

1 Grundlagen

2 Search & ResearchEinleitungWas konnen Drohneneigentlich?Beispiele fur

Forschungsdrohnen

3 Search & Rescue

4 Search & Destroy

5 Zukunft und Ethik

6 / 68


S&R - Search and Research mit Drohnen

Abbildung: verschiedene Drohnen

7 / 68


Drohnen als intelligente Werkzeuge in der Forschung

Drohnen sind vielseitig einsetzbar

Als semi-autonomes Hilfsmittel in der ForschungDrohnen konnten das Werkzeug der Zukunft seinAls Grundlage fur Rettungs- und Kampfdrohnen (⇒Search&Rescue und Search&Destroy)

8 / 68




Als semi-autonomes Hilfsmittel in der Forschung

Drohnen konnten das Werkzeug der Zukunft seinAls Grundlage fur Rettungs- und Kampfdrohnen (⇒Search&Rescue und Search&Destroy)

8 / 68




Als semi-autonomes Hilfsmittel in der ForschungDrohnen konnten das Werkzeug der Zukunft sein

Als Grundlage fur Rettungs- und Kampfdrohnen (⇒Search&Rescue und Search&Destroy)

8 / 68




Als semi-autonomes Hilfsmittel in der ForschungDrohnen konnten das Werkzeug der Zukunft seinAls Grundlage fur Rettungs- und Kampfdrohnen (⇒Search&Rescue und Search&Destroy)

8 / 68


Wozu eigentlich Drohnen?

Drohnen halfen beim Erforschen der Cheops Pyramide

Vier Drohnen sind zum Mars geschickt worden, um ihn zuerforschen

9 / 68


Was konnen Drohnen eigentlich?

Mehr wahrnehmen: z.B. Ultraschall, Strahlungen (radioaktiv-,rontgen-, elektronen-), Chemikalien ...

An lebensfeindlichen / unzuganglichen Orten arbeiten(Weltall, Tiefsee, Atomreaktor...)

Mehr bewegen:

Feine Manipulation im Nanometer-Bereich moglichAber auch kraftvolles Bewegen von tonnenschweren Objekten

Ersetzt werden: Bei Verlust ist nur Geld verloren. → Ethik

10 / 68


Drohnen in der Cheops Pyramide

Die Cheops Pyramide ist bis heute nicht vollstandig erforscht

Es gibt bekannte Raume, zu denen man aber noch keinenZugang hat

11 / 68



Abbildung: Querschnitt der Cheops Pyramide

12 / 68



Diese Schachte wurden fruher (1872) durch ihren EntdeckerWaynman Dixon blind abgetastet, z.B. mit einer Eisenstange

Eine solche Stange liegt noch immer verkantet in einemSchacht

Stort zukunftige ErforschungUngewollte Beschadigungen

13 / 68



Marz 1993: Rudolf Gantenbrinks Drohne Upuaut II lieferterste Kamerabilder des Schachtes

September 2002: Drohne Rover erkundet unzuganglichenSchacht in der Pyramide

14 / 68



Abbildung: Upuaut 2, B-H-T: 12cm, 12-28cm, 37cm

15 / 68



Abbildung: Pyramid Rover

16 / 68



Rover nutzte folgende Sensoren:

RadarUltraschallKraftsensorenLeitfahigkeitssensorenOptische Sensoren

17 / 68



Die Cheops Pyramide ist nur ein Beispiel fur unerforschtesGebiet

Weitere Spezialdrohnen sollen entwickelt werden, um dieForschungen weiter voranzutreiben

18 / 68


Marssonde MER-B

Abbildung: MER-B im Endurance-Krater

19 / 68


Marssonde MER-B - Die Mission

Mobile Forschungsplattform, hat bereits >12km zuruckgelegt

Mission: Nach Spuren von Wasser suchen → Erfolgreich

Gelandet: 25. Januar 2004

90 Tage Betriebsdauer waren vorgesehen, war September 2008noch aktiv und soll zu einem 12km entfernten Krater fahren.

20 / 68


Marssonde MER-B - Technische Daten

Abmessungen: 1,6 m lang, 1,5 m hoch und 185 kg schwer

Viele Kameras, wissenschaftl. Instrumente (Spektrometer,Mikroskop, ...) an Bord

Kommunikation zur Erde dauert bis zu 20min→ ist unpraktisch, also uberlegte man sich einNavigationsprogramm.

21 / 68


Marssonde MER-B - Navigationsprogramm

Autonome Fahrt moglich, 10s fahren, 20s verarbeiten →100m / Tag Geschwindigkeit

Umfahrt selbststandig Hindernisse

Orientierung per Kamera an der Umgebung (kein GPS aufdem Mars) durch den Vergleich von nacheinanderaufgenommenen Bildern

Zusatzliche Orientierung an der Sonnenposition

22 / 68


Ubersicht

1 Grundlagen

2 Search & Research

3 Search & RescueAllgemeines

UAV Outback ChallengeEinsatzgebieteAirShieldTalon

4 Search & Destroy

5 Zukunft und Ethik

23 / 68


Search & Rescue

Drohnen in lebensfeindlichen und unzuganglichen Orteneinsetzbar

Drohnen perfekt fur Rettungseinsatze nutzbar

Auch Rettungsdrohnen machen sich verschiedene Sensoren zunutze

24 / 68


Allgemeines

Derzeit”große“ Drohnen fur

Rettungseinsatze

Spannweite: 14,8 m

Flughohe: bis 7.620 m

Nur Ferngesteuert

Fokus auf Sensortechnikbspw.: Kameras

Uber die Vogelperspektivekann ein großflachigesGebiet abgedeckt werden

Abbildung: Predator

25 / 68


Allgemeines (forts.)

Abbildung: Mikrodrohne

Zukunftsausichten

Mikrodrohnen

Starke Ausrichtung aufRudelbildung

Agieren selbstandig

Große: 2m Spannweite bisInsektengroße

26 / 68


UAV Outback Challenge

Forschung wird z.B. von Wettbewerben wie der UAV OutbackChallenge vorangetrieben.

Ziele

”Outback Joe“ finden

Rettungspaket abwerfen

GPS Koordinaten des Ziels ubermitteln

Regeln des Wettbewerbs

Suchgebiet: 7,5 km2

Zeitlimit: 1 Stunde

27 / 68


Einsatzgebiete

Einsatzgebiete

Suche nach Katastrophenopfern

Feuerwehr ist an Drohnen interessiert

Zur Abschatzung der Gefahrenlage (Einsturzgefahr)Zur Uberwachung von großen Brandgebieten (Waldbrand)

AirShield

28 / 68


AirShield

Was ist AirShield?

Erfassung großflachiger Gefahrenlagen

Kommunikation zwischen vielen Drohnen (Rudelbildung), umEinsatzgebiet zu erfassen und Gefahr abzuschatzenKeine menschliche Gefahrdung

Dortmunder Feuerwehr

testet diese Drohnen im Einsatz

29 / 68


AirShield (forts.)

Abbildung: AirShield Funktionsweise

30 / 68


Talon

TALON

Abbildung: Talon Drohne

Plattform fur verschiedeneModule z.B.

Entscharfen von MinenUnterwasseraufklarungABC Sensoren

31 / 68


Ubersicht

1 Grundlagen

2 Search & Research

3 Search & Rescue

4 Search & DestroySWORDSTaktischeAufklarungssystemeDrohnen alsKampfjetersatz

5 Zukunft und Ethik

32 / 68


SWORDS

Abbildung: SWORDS(Special Weapons Observation Reconnaissance Detection System)

33 / 68


SWORDS

SWORDS wurde aus TALON entwickelt

Dauer: sechs Monate

Budget: $ 2 Millionen

Kosten fur ein Exemplar: $ 150.000

Relativ kostengunstig fur die US-Armee

34 / 68


SWORDS

SWORDS-Drohnen sind nicht groß

Nicht schwer (je nach Bestuckung 27 bis 45 Kilogramm)Verschiedene Waffen benutzbar, z. B.:

Abbildung: SWORDS mit verschiedenen Waffen

35 / 68


SWORDS

SWORDS-Drohnen sind nicht großNicht schwer (je nach Bestuckung 27 bis 45 Kilogramm)

Verschiedene Waffen benutzbar, z. B.:


35 / 68


SWORDS

SWORDS-Drohnen sind nicht großNicht schwer (je nach Bestuckung 27 bis 45 Kilogramm)Verschiedene Waffen benutzbar, z. B.:


35 / 68


SWORDS

SWORDS-Drohnen sindjederzeit fur Einsatzeverfugbar

Sind viel treffsicherer alsMenschen

UberfahrenStacheldrahtzauneproblemlos

Fahren Treppen hoch undrunter

Abbildung: SWORDS-Drohnen imEinsatz

Schnee, Sand und Matsch stellen kein Problem dar

Konnen sich selbst wieder aufrichten, falls sie mal umfallensollten

Akku halt bis zu vier Stunden

36 / 68


Fernsteuerung

SWORDS wird ferngesteuert...

Abbildung: SWORDS-Fernsteuerung

37 / 68


Fernsteuerung

Aus bis zu 1000 Meter Entfernung

Mehrere Anzeigen:

FarbeSchwarz-weißInfrarotNachtsicht

Steuerung durch Joystick wie in einem 3D-Shooter

Wahlweise auch wie mit einem Gameboy...

38 / 68


Wearable Control Unit (WCU)

Abbildung: Wearable Control Unit (WCU) 39 / 68


SWORDS im Einsatz

SWORDS wurde im Irak seit August 2007 eingesetzt

Wurden im April 2008 außer Dienst gestellt, da Situationenauftraten, in denen SWORDS die eigenen Kameradenanvisierte:

”Das Geschutz fing an sich zu bewegen, wenn es sich nicht

bewegen sollte.“

(Offizielle Aussage der US-Armee)

40 / 68


Taktische Aufklarungssysteme

Abbildung: Taktisch-Offensiver Aufklarungsflug einer Predator

41 / 68


Predator RQ1

Predator in der Typenversion RQ1 zur taktischenLuftaufklarung

R ⇒ Role (= Einsatzweck, Rolle)Q ⇒ Qualified (= Qualifiziert i.S. von unbemannt)

Einsatz in Afghanistan und Irak

Wird von zwei Personen bedient (wie Kampfjet), aberferngesteuert

42 / 68


Bodenkontrolle

Abbildung: amerikanische Bodenkontrollstation

43 / 68


RQ - Weiterentwicklung EuroHawk

Weiterentwicklungen:

Global Hawk(US-amerikanischeVersion RQ-4)EuroHawk (europaischeVersion RQ-4b): ab2009 im deutschenEinsatz (Luftwaffe)

Testfluge seit 2003 inCuxhaven-Nordholz(Niedersachsen)

Kosten:

20 Millionen EURO /Entwicklung20 Millionen EURO /Stuck

Abbildung: Modell des vonDeutschland geplantenDrohnensystems EuroHawk

44 / 68


Großenvergleich Mensch - EuroHawk

Abbildung: Großenvergleich Mensch - EuroHawk

Detail Mensch EuroHawk

Spannweite 1,80 Meter rund 20 mal großer

Hohe 1,80 Meter 2,5 mal großer

Lange je nach Typ 13,5 Meter

45 / 68


Einsatzprobleme Predator - Klasse

Problem im Einsatz in Afghanistan:Zeit zwischen Aufklarung und Angriff zu lang (mehrereStunden)

⇒ Weiterentwicklung MQ-Serie: Drohne soll nicht nuraufklaren, sondern zusatzlich offensiv agieren konnen!

2 Haltevorrichtungen

Luft-Boden-Raketen vom Typ AGM-114 Hellfire oderPrazisionsbomben

46 / 68


MQ - Weiterentwicklungen

Weiterentwicklungen (unter Anderem):Reaper (MQ-9) & Sky Warrior (MQ-12)Großer, hohere Reichweite und GeschwindigkeitStarkere Bewaffnung: 6 Haltevorrichtungen

Abbildung: MQ-9 Reaper

47 / 68


Predator-Klasse - Aktueller Einsatz

Aktueller Einsatz: Krieg gegen den Terror⇒ Gezieltes Toten von Menschen

Aktuelles Beispiel: Angriff auf Taliban in Sud Waziristan(Pakistan) am 14. Februar 2009

48 / 68


Drohnen als Kampfjetersatz

Abbildung: Drohnen als Kampfjetersatz

49 / 68


nEUROn

Einsatzbereiche:

Luft-Boden-AngriffVerteidigenderLuft-Luft-Kampf

Erstflug: 2011

EuropaischeGemeinschaftsproduktion

Besonderheiten:

Lasergesteuerte 250-Kilogramm-BombenStealth-Eigenschaften

Abbildung:”Neuron“ -

Designstudie von Saab

50 / 68


Ubersicht

1 Grundlagen

2 Search & Research

3 Search & Rescue

4 Search & Destroy

5 Zukunft und EthikZukunftPositive und negativeAspekteEthische FragenRechtliche FragenFazit

51 / 68


Gordon (Stand: Aug. 2008)

Kleiner fahrbarer Roboter der ausschließlich durchGehirnzellen einer Ratte gesteuert wird

Entwickelt von Reading University (UK)

Ziel: Grundlegende Funktionsweise desGehirns erforschen

Gehirn austauschbar

Nervenzellen schicken ihm Signale, Sensorenschicken Signale zuruck

Nach Lernphase kann er in 80% der FalleHindernissen ausweichen

Abbildung: Gordon

52 / 68


Ausblick

Nach 2009

Drohnen mit biologischen Komponenten

Drohnen in allen Großen und Formen

Schwarme von Drohnen, die dezentralisiert Informationensammeln

Multifunktionaler Einsatz

Eigenbau von Drohnen ist ein Leichtes

53 / 68


Alltag

Alltag mit der Drohne

Polizeidrohnen

⇒ Uberwachen die Straßen⇒ Verfolgen Verbrecher⇒ Gehen gegen Demonstranten vor

Drohnen ziehen in den Krieg

⇒ Mensch gegen Maschine⇒ Maschine gegen Maschine

Moderner Terrorismus mit Drohne als Attentater?

54 / 68


Positive und negative Aspekte

Positive Aspekte:

Menschen werden geschont

Einsatz in Gefahrenzonen und schwer zuganglichen Orten

Drohnen sind physisch und mental uneingeschrankterz.B. als Minensucher, oder Polizei

Drohnen tragen keine psychischen Schaden davon

55 / 68


Positive und negative Aspekte

Negative Aspekte:

Menschliche Uberlegungen fehlen:Gnade, Einsicht, Verweigerung, etc.

Politische Hemmschwelle sinkt:Krieg fuhren, Uberwachung, etc.

Personliche Hemmschwelle sinkt:Steuerung der Drohne ⇒ WCU, Milgram Experiment

Ist die Kontrolle sichergestellt?z.B. SWORDS im Irak

56 / 68


Milgram Experiment

Sinkende Hemmschwelle durch Distanz

Abbildung: Das Milgram Experiment

Legende

V: VersuchsleiterL: LehrerS: Schuler

57 / 68


Ethische Fragen

Ethische Fragen

Uberwachung ⇒”Wurde des Menschen...“

Wer ist Schuld, wenn Drohne einen Menschen totet?

Halten Drohnen sich an Genfer Konvention?

Ab wann ist eine Drohne ein”Lebewesen“?

58 / 68


Rechtliche Fragen

Rechtliche Fragen

Professor Noel Sharkey (Universitat Sheffield) fordertEinfuhrung von Robotergesetzen

⇒ Verhindern, dass das Militar und die Industrie alleine dafurverantwortlich sind

⇒ Aktuell existieren noch keine

Frank Rieger vom Chaos Computer Club (CCC) fordert einenRoboter TUV

Mogliches Strafrecht fur Drohnen

⇒ Isaac Asimovs Robotikgesetze aus der Science Fiction

59 / 68


Fazit

Was eventuell, oder auch nicht, vielleicht hangengebliebensein konnte:

Drohnen sind extrem vielseitige Werkzeuge

Drohnen wird es in allen Großen und Formen geben

Drohnen werden immer autonomer

Bald werden Drohnen unseren Alltag beeinflussenz.B. in der Kriegsfuhrung, oder als Erleichterung im Haushalt

60 / 68


Fazit

Die Menschen stehen vor einer Entscheidung:

Angst durch Uberwachung und Missbrauch⇒ Evtl. skrupellosere Kriege (durch Sinken derHemmschwelle)

Oder Nutzen der Vorteile von Drohnen:⇒ Gesetze fur und gegen Drohnen so schnell wie moglich⇒ Wie z.B. Roboter TUV!

61 / 68


Quellen

Abbildung 1: verschiedene Drohnen, Lizenz: CreativeCommons Attribution ShareAlike 3.0

Abbildung 2: Querschnitt Cheops Pyramide, Lizenz: PublicDomain

Abbildung 3: Upuaut II Drohne, Copyright RudolfGantenbrink

Abbildung 4: Rover Drohne, Copyright National GeographicTelevision and Film

Abbildung 5:

Abbildung 6: http://www.af.mil/shared/media/photodb/photos/030813-F-8888W-006.jpg Copyright: USAir Force

62 / 68

http://www.af.mil/shared/media/photodb/photos/030813-F-8888W-006.jpg



Quellen

Abbildung 7:http://www.ftd.de/forschung_bildung/forschung/:Schwarmintelligenz-bei-Maschinen-Neue-Roboter-bilden-Rudel/430890.html

Abbildung 8: http://www.airshield.de/

Abbildung 9: http://www.globalsecurity.org/military/systems/ground/talon.htm

63 / 68

http://www.ftd.de/forschung_bildung/forschung/:Schwarmintelligenz-bei-Maschinen-Neue-Roboter-bilden-Rudel/430890.html



http://www.airshield.de/

http://www.globalsecurity.org/military/systems/ground/talon.htm

http://www.globalsecurity.org/military/systems/ground/talon.htm


Quellen

Abbildung 10 - SWORDS(Special Weapons Observation Reconnaissance DetectionSystem): http://www.defenselink.mil/transformation/images/photos/2004-12/articles/ai20041206c1.jpgCopyright: U.S. Department of Defense

Abbildung 11: http://www.pica.army.mil/PicatinnyPublic/news/images/highlights/robot1.jpgCopyright: U.S. Department of Defense

Abbildung 12: http://www.heise.de/tp/r4/artikel/18/18934/18934_3.jpgCopyright: U.S. Department of Defense

64 / 68

http://www.defenselink.mil/transformation/images/photos/2004-12/articles/ai20041206c1.jpg


http://www.pica.army.mil/PicatinnyPublic/news/images/highlights/robot1.jpg

http://www.pica.army.mil/PicatinnyPublic/news/images/highlights/robot1.jpg

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/18/18934/18934_3.jpg



Quellen

Abbildung 13:http://www.defenselink.mil/transformation/images/photos/2004-12/articles/ai20041206c3.jpg Copyright:U.S. Department of Defense

Abbildung 14: http://www.heise.de/tp/r4/artikel/18/18934/18934_1.jpgCopyright: U.S. Department of Defense

Abbildung 15: http://www.af.mil/shared/media/photodb/photos/030813-F-8888W-006.jpg Copyright: USAir Force

65 / 68








Quellen

Abbildung 16:http://www.defenselink.mil/dodcmsshare/newsphoto/2004-07/040702-F-3798Y-032.jpg Copyright: U.S.Department of Defense

Abbildung 17: http://www.luftwaffe.de/fileserving/PortalFiles/02DB060000000001/W26PXPXT476INFODE/image_popup.jpg Copyright: Luftwaffe/Axel Schmidt

Abbildung 18: http://www.morethink.de/arbeiten/bilder/eurohawk_web.jpg Copyright: EADS DeutschlandGmbH http://arturleinweber.de/schule/religion/bilder/mensch_selbstentzweit.jpg Copyright: ArturLeinweber

66 / 68

http://www.defenselink.mil/dodcmsshare/newsphoto/2004-07/040702-F-3798Y-032.jpg

http://www.defenselink.mil/dodcmsshare/newsphoto/2004-07/040702-F-3798Y-032.jpg

http://www.luftwaffe.de/fileserving/PortalFiles/02DB060000000001/W26PXPXT476INFODE/image_popup.jpg



http://www.morethink.de/arbeiten/bilder/eurohawk_web.jpg

http://www.morethink.de/arbeiten/bilder/eurohawk_web.jpg

http://arturleinweber.de/schule/religion/bilder/mensch_selbstentzweit.jpg

http://arturleinweber.de/schule/religion/bilder/mensch_selbstentzweit.jpg


Quellen

Abbildung 19: http://www.defenselink.mil/dodcmsshare/homepagephoto/2007-03//hires_070313-F-0782R-017.jpg Copyright:U.S. Department of Defense

Abbildung 20: http://www.air-attack.com/MIL/_EXP/neuron/neuron_dassault2.jpg Copyright: Dassault

Abbildung 21: http://www.saabgroup.com/NR/rdonlyres/D24AFE79-10C2-433A-954B-A141FCA5E2E9/380/aerosystems_op2.jpg Copyright: Saab

67 / 68

http://www.defenselink.mil/dodcmsshare/homepagephoto/2007-03//hires_070313-F-0782R-017.jpg



http://www.air-attack.com/MIL/_EXP/neuron/neuron_dassault2.jpg

http://www.air-attack.com/MIL/_EXP/neuron/neuron_dassault2.jpg

http://www.saabgroup.com/NR/rdonlyres/D24AFE79-10C2-433A-954B-A141FCA5E2E9/380/aerosystems_op2.jpg




Quellen

Abbildung 22 Gordon, c©University of Reading. Quelle:http://www.reading.ac.uk/about/newsandevents/releases/PR16530.asp

Abbildung 23 Versuchsaufbau fur das Milgram Experiment.Quelle:http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Milgram_Experiment.png

68 / 68

http://www.reading.ac.uk/

http://www.reading.ac.uk/about/newsandevents/releases/PR16530.asp

http://www.reading.ac.uk/about/newsandevents/releases/PR16530.asp

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Milgram_Experiment.png

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Milgram_Experiment.png

search and rescue vs. search and destroy - uni oldenburgiug08/snd/doc/praesentation.pdf ·...

Documents